Question

【題目】工業(yè)上以軟錳礦（主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量雜質(zhì)）為主要原料制備高性能的磁性材料碳酸錳（MnCO3）。其工業(yè)流程如下：

（1）過(guò)濾Ⅰ所得濾液中主要存在的兩種金屬陽(yáng)離子為____和_____（填離子符號(hào)）。

（2）寫(xiě)出氧化過(guò)程中MnO2與SO2反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________。

（3）“浸錳”反應(yīng)中往往有副產(chǎn)物MnS2O6生成，溫度對(duì)“浸錳”反應(yīng)的影響如圖所示，為減少M(fèi)nS2O6的生成，“浸錳”的適宜溫度是___________。

（4）向過(guò)濾Ⅱ所得的濾液中加入NH4HCO3溶液時(shí)溫度控制在30-35℃，溫度不宜太高的原因是___。

（5）加入NH4HCO3溶液后，生成MnCO3沉淀，同時(shí)還有氣體生成，寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式：_______。

（6）生成的MnCO3沉淀需經(jīng)充分洗滌，檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是_________________。

Answer 1

【答案】Mn2+Fe2+MnO2+SO2=MnSO490℃防止NH4HCO3受熱分解，提高原料利用率Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O取1-2mL最后一次的洗滌于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無(wú)白色沉淀產(chǎn)生，則表明乙洗滌干凈

【解析】試題分析：分析信息和工藝流程知向軟錳礦漿通入過(guò)量二氧化硫，浸錳，酸性條件下，利用二氧化硫的還原性將二氧化錳、氧化鐵分別還原為硫酸錳和硫酸亞鐵，過(guò)濾，濾渣Ⅰ為二氧化硅，向?yàn)V液中加入過(guò)量二氧化錳，過(guò)量的二氧化硫和二氧化錳反應(yīng)生成硫酸錳，將Fe2+氧化為Fe3+，調(diào)pH=3.7，將Fe3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過(guò)濾，濾渣Ⅱ為氫氧化鐵和二氧化錳，濾液為硫酸錳溶液，向?yàn)V液種加入適量NH4HCO3溶液，發(fā)生反應(yīng)：Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O，過(guò)濾、洗滌、干燥，得碳酸錳（MnCO3）。據(jù)此作答。

（1）過(guò)濾Ⅰ所得濾液中主要存在的兩種金屬陽(yáng)離子為Mn2+和Fe2+。

（2）氧化過(guò)程中，MnO2與SO2反應(yīng)生成硫酸錳，化學(xué)方程式為MnO2+SO2=MnSO4。

（3）分析圖像知溫度在90℃以后MnS2O6的生成率較低，錳的浸出率較高，且溫度較低節(jié)約能源，故“浸錳”的適宜溫度是90℃。

（4）銨鹽受熱易分解，向過(guò)濾Ⅱ所得的濾液中加入NH4HCO3溶液時(shí)溫度控制在30-35℃的原因是防止NH4HCO3受熱分解，提高原料利用率。

（5）硫酸錳與NH4HCO3溶液反應(yīng)生成MnCO3沉淀、水和二氧化碳，反應(yīng)的離子方程式Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O。

（6）生成的MnCO3沉淀表面有硫酸根等雜質(zhì)離子，檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈可檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有硫酸根，檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是取1-2mL最后一次的洗滌于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無(wú)白色沉淀產(chǎn)生，則表明乙洗滌干凈。